JP2016114684A - Degree-of-comprehension estimation system, degree-of-comprehension estimation method, and degree-of-comprehension estimation program - Google Patents

Degree-of-comprehension estimation system, degree-of-comprehension estimation method, and degree-of-comprehension estimation program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate a part of a lecture which participants should understand but to which the participants could presumably not be fully attentive.SOLUTION: In a degree-of-comprehension estimation system 10, a line-of-sight information acquisition feature unit 102 acquires line-of-sight information of each of participants, who are receiving the contents of a lecture, at every certain timing. A directional consistency estimation feature unit 103 uses line-of-sight coordinates contained in the line-of-sight information, measurement times of the line-of-sight coordinates, and switching times t, at which slides s of the contents of the lecture are switched, to calculate line-of-sight moving directions νand νobserved before and after the slides s are switched, and determines each participant's degree of comprehension for the slides s on the basis of the line-of-sight moving directions νand νobserved before and after the switching and the sliding direction νof the slides s.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、講義視聴中の受講者の理解度を推定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for estimating an understanding level of a student who is viewing a lecture.

従来、初等学校等では、教室内で教師と生徒が対面しながら授業を行っている。このとき、非特許文献1が示すように、教師は生徒の様子を観察したり生徒に質問を投げかけたりしながら、生徒らの授業への理解度や集中度を見極めつつ授業の進行を調整している。また、生徒は授業中に理解が不足している部分を教師に質問することで授業への理解を深めることができる。   Traditionally, in primary schools, teachers and students face classes in the classroom. At this time, as shown in Non-Patent Document 1, the teacher adjusts the progress of the class while observing the students and asking questions to the students while determining the degree of understanding and concentration of the students. ing. In addition, students can deepen their understanding of the class by asking the teacher questions about the lack of understanding during the class.

しかし、近年インターネットを通して行われるe−learningのような講義では、受講者の様子を観察する教師がいないため、非特許文献2が示すように、受講者は講義についての質問ができず、講義への集中度が低下してしまうことによって、講義への理解が十分に深められないことが報告されている。   However, in lectures such as e-learning conducted over the Internet in recent years, since there is no teacher who observes the state of the students, as shown in Non-Patent Document 2, the students cannot ask questions about the lectures and go to the lectures. It has been reported that understanding of lectures cannot be deepened sufficiently due to a decline in the degree of concentration.

この問題を解決するために、講義中の受講者の理解度を推定する手法や、推定した受講者の理解度に応じて適切な復習教材を提供する手法が提案されている。これについて、非特許文献3では、計測した受講者の脳波を用いて受講者の集中度を推定し、集中度が低下している部分は理解が不足しているとして、その部分の復習を促す手法を提案している。   In order to solve this problem, a method for estimating the level of understanding of the students in the lecture and a method for providing appropriate review materials according to the estimated level of understanding of the students have been proposed. In this regard, in Non-Patent Document 3, the concentration of the student is estimated using the measured brain waves of the student, and the part where the degree of concentration is low is assumed to be insufficiently understood. A method is proposed.

吉崎、“授業実施過程における教師の意思決定”、日本教育工学雑誌、Vol.8、1983年、p.61-p.70Yoshizaki, “Teacher's Decision Making in the Course Implementation Process”, Japan Educational Technology Journal, Vol.8, 1983, p.61-p.70 繁田、外3名、“英語リスニング電子教材を対象とした眼球運度測定による学習者の主観難易度の推定”、電気学会論文誌C、131巻4号、2011年、p.800-807Shigeta and 3 others, “Estimation of learner's subjective difficulty by measuring eyeball mobility for English listening electronic teaching materials”, IEEJ Transactions C, Vol. 131, No. 4, 2011, p.800-807 D.Szafir、外1名、“ARTFul:Adaptive Review Technology for Flipped Learning”、CHI 2013: Changing Perspectives, Paris, France、p.1001-1010D. Szafir, 1 other, “ARTFul: Adaptive Review Technology for Flipped Learning”, CHI 2013: Changing Perspectives, Paris, France, p.1001-1010

しかしながら、非特許文献3でも述べられているように、受講者は講義内容の中で知識を既に持っている部分については、必ずしも集中して受講するとは限らない。反面、講義内容の中で理解しようとしている部分、つまり知識を十分に持っていない部分については、高い集中力で講義を受講する可能性がある。そのため、講義中の集中度からでは講義に対して復習すべき箇所の推定精度が低いことがある。   However, as described in Non-Patent Document 3, the student does not always concentrate on the part of the lecture content that already has knowledge. On the other hand, there is a possibility of attending the lecture with high concentration for the part of the lecture content that you are trying to understand, that is, the part that you do not have enough knowledge. For this reason, there are cases where the estimation accuracy of the portion to be reviewed for the lecture is low from the concentration level during the lecture.

一方、非特許文献3が示唆しているように、受講者は自身が既に持っている知識の程度に応じて、講義中に表示されるデジタル教材を精読するか否かを判断していると考えられる。つまり、受講者が精読しているデジタル教材の部分は、受講者が十分に知識をもっていない部分であり、受講者が講義を理解するために必要な部分であると考えられる。このとき、講義の進行が受講者の講義を理解する速度よりも速いことがあり、受講者が講義中の部分を精読し終わる前に講義が次へ進行してしまうことがある。   On the other hand, as Non-Patent Document 3 suggests, the student determines whether or not to read the digital teaching materials displayed during the lecture according to the level of knowledge he already has. Conceivable. In other words, the part of the digital teaching material that the student has read carefully is the part that the student does not have enough knowledge, and is necessary for the student to understand the lecture. At this time, the progress of the lecture may be faster than the speed at which the student understands the lecture, and the lecture may proceed to the next before the student finishes reading the part being lectured.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、講義の中で受講者が理解する必要があるにも関わらず十分に精読できなかったと考えられる部分を推定することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to estimate a part of the lecture that is considered to have been insufficiently read although the student needs to understand.

以上の課題を解決するため、請求項1に記載の理解度推定装置は、講義コンテンツを受講中の受講者の視線情報を取得して記憶手段に記憶させる取得手段と、前記視線情報に含まれる視線座標および当該視線座標の計測時刻と、前記講義コンテンツのスライドがスライドして切り替えられた切替時刻とを用いて、前記スライドの切替前後の視線移動方向をそれぞれ算出し、前記切替前後の視線移動方向と前記スライドのスライド方向とに基づき当該スライドに対する前記受講者の理解度を決定する決定手段と、を有することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the understanding level estimation device according to claim 1 is included in the line-of-sight information, an acquisition unit that acquires line-of-sight information of a student who is taking lecture content and stores the line-of-sight information in a storage unit Using the line-of-sight coordinates, the measurement time of the line-of-sight coordinates, and the switching time at which the slide of the lecture content is slid and switched, the line-of-sight movement direction before and after switching the slide is calculated, and the line-of-sight movement before and after the switching And determining means for determining the degree of understanding of the student with respect to the slide based on the direction and the slide direction of the slide.

請求項2に記載の理解度推定装置は、請求項1に記載の理解度推定装置において、前記決定手段は、前記スライド方向に対する前記切替前後の視線移動方向のなす角に基づき前記受講者の理解度を決定することを要旨とする。   The understanding level estimation device according to claim 2 is the understanding level estimation device according to claim 1, wherein the determination unit is configured to understand the student based on an angle formed by the line-of-sight movement direction before and after the switching with respect to the sliding direction. The gist is to determine the degree.

請求項3に記載の理解度推定装置は、請求項1又は2に記載の理解度推定装置において、前記決定手段は、前記スライド方向に対する前記切替前後の視線移動方向のなす角をそれぞれ算出し、一方のなす角の余弦値と他方のなす角の余弦値の正負符号が異なる場合に前記受講者の理解度は低いと決定することを要旨とする。   The understanding level estimation device according to claim 3 is the understanding level estimation device according to claim 1 or 2, wherein the determination unit calculates an angle formed by the line-of-sight movement direction before and after the switching with respect to the sliding direction, The gist is to determine that the degree of understanding of the student is low when the cosine value of one corner and the cosine value of the other corner are different.

請求項4に記載の理解度推定装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載の理解度推定装置において、前記講義コンテンツの各スライドが切替前の視線移動方向とは異なる方向でスライドしながら切り替わるように前記講義コンテンツを加工する加工手段を更に有することを要旨とする。   The understanding level estimation device according to claim 4 is the understanding level estimation device according to any one of claims 1 to 3, wherein each slide of the lecture content slides in a direction different from the line-of-sight movement direction before switching. The gist of the invention is to further include a processing means for processing the lecture content so as to be switched.

請求項5に記載の理解度推定装置は、請求項4に記載の理解度推定装置において、前記加工手段は、切替開始直後よりも切替終了直前のスライド速度が遅くなるように前記講義コンテンツを加工することを要旨とする。   The understanding level estimation device according to claim 5 is the understanding level estimation device according to claim 4, wherein the processing means processes the lecture content so that a slide speed immediately before the end of switching is slower than immediately after the start of switching. The gist is to do.

請求項6に記載の理解度推定方法は、理解度推定装置で行う理解度推定方法において、前記理解度推定装置は、講義コンテンツを受講中の受講者の視線情報を取得して記憶手段に記憶させる取得ステップと、前記視線情報に含まれる視線座標および当該視線座標の計測時刻と、前記講義コンテンツのスライドがスライドして切り替えられた切替時刻とを用いて、前記スライドの切替前後の視線移動方向をそれぞれ算出し、前記切替前後の視線移動方向と前記スライドのスライド方向とに基づき当該スライドに対する前記受講者の理解度を決定する決定ステップと、を有することを要旨とする。   The understanding level estimation method according to claim 6 is an understanding level estimation method performed by an understanding level estimation device, wherein the understanding level estimation device acquires line-of-sight information of a student who is attending a lecture content and stores it in a storage unit. Using the acquisition step, the line-of-sight coordinates included in the line-of-sight information, the measurement time of the line-of-sight coordinates, and the switching time when the slide of the lecture content is slid and switched, the line-of-sight movement direction before and after switching the slide And determining the degree of understanding of the student with respect to the slide based on the line-of-sight movement direction before and after the switching and the slide direction of the slide.

請求項7に記載の理解度推定プログラムは、請求項1乃至5のいずれかに記載の理解度推定装置としてコンピュータを機能させることを要旨とする。   The gist of the understanding level estimation program according to claim 7 is to cause a computer to function as the understanding level estimation device according to any one of claims 1 to 5.

本発明によれば、講義の中で受講者が理解する必要があるにも関わらず十分に精読できなかったと考えられる部分を推定できる。   According to the present invention, it is possible to estimate a portion of a lecture that is considered to have not been read thoroughly even though the student needs to understand.

理解度推定システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an understanding level estimation system. 理解度推定方法の処理シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the process sequence of an understanding level estimation method. コンテンツDBのデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data of content DB. 視線情報DBのデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data of eyes | visual_axis information DB. スライド情報DBのデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data of slide information DB.

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態に係る理解度推定システムの構成を示す図である。理解度推定システム1は、講義に対する受講者の理解度を推定する理解度推定装置10と、該受講者が受講時に使用するクライアント端末30と、を備えて構成される。該理解度推定装置10と該クライアント端末30は、相互に通信可能に接続されている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an understanding level estimation system according to the present embodiment. The understanding level estimation system 1 includes an understanding level estimation device 10 that estimates a student's level of understanding of a lecture, and a client terminal 30 that the student uses when taking the class. The understanding level estimation device 10 and the client terminal 30 are connected to be able to communicate with each other.

続いて、理解度推定装置10の機能を説明する。理解度推定装置10は、コンテンツ加工機能部101と、視線情報取得機能部102と、方向一致度推定機能部103と、コンテンツDB104と、視線情報DB105と、スライド情報DB106と、を備えて構成される。   Next, functions of the understanding level estimation device 10 will be described. The understanding level estimation device 10 includes a content processing function unit 101, a line-of-sight information acquisition function unit 102, a direction coincidence degree estimation function unit 103, a content DB 104, a line-of-sight information DB 105, and a slide information DB 106. The

コンテンツ加工機能部101は、クライアント端末30から要求された講義コンテンツをコンテンツDB104から取得し、該講義コンテンツのスライド(スライド画面,スライド頁)を所定の方向にスライドさせながら切り替える機能を追加するように構成されている。   The content processing function unit 101 acquires the lecture content requested from the client terminal 30 from the content DB 104, and adds a function of switching while sliding the slide (slide screen, slide page) of the lecture content in a predetermined direction. It is configured.

視線情報取得機能部102は、クライアント端末30で所定のタイミング毎に計測される受講者の視線情報(視線座標,計測時刻)を取得し、視線情報DB105に格納するように構成されている。   The line-of-sight information acquisition function unit 102 is configured to acquire the line-of-sight information (line-of-sight coordinates, measurement time) of a student measured at a predetermined timing by the client terminal 30 and store it in the line-of-sight information DB 105.

方向一致度推定機能部103は、クライアント端末30から送信されるスライドの切替時刻を取得し、該切替時刻と上記視線情報(視線座標,計測時刻)とを用いて切替前後の視線移動方向をそれぞれ算出し、該切替前後の視線移動方向とスライド方向(上記所定の方向)とに基づいてスライドに対する受講者の理解度を推定(決定)して、理解度の低いスライドに関する情報をスライド情報DB106に格納するように構成されている。   The direction coincidence estimation function unit 103 acquires the slide switching time transmitted from the client terminal 30, and uses the switching time and the line-of-sight information (line-of-sight coordinates, measurement time) to determine the line-of-sight movement direction before and after switching. Calculate and estimate (determine) the level of understanding of the student with respect to the slide based on the line-of-sight movement direction and the slide direction (predetermined direction) before and after the switching, and information on the slide with a low level of understanding in the slide information DB 106 Configured to store.

次に、クライアント端末30の機能を説明する。クライアント端末30は、コンテンツ要求機能部301と、コンテンツ受信機能部302と、視線情報送信機能部303と、切替タイミング通知機能部304と、を備えて構成される。   Next, functions of the client terminal 30 will be described. The client terminal 30 includes a content request function unit 301, a content reception function unit 302, a line-of-sight information transmission function unit 303, and a switching timing notification function unit 304.

コンテンツ要求機能部301は、受講者が指定した講義コンテンツを理解度推定装置10に要求するように構成されている。コンテンツ受信機能部302は、該要求に応じて理解度推定装置10から送信された講義コンテンツを取得し、モニタやマイクで再生するように構成されている。   The content request function unit 301 is configured to request the understanding level estimation device 10 for lecture content specified by the student. The content reception function unit 302 is configured to acquire the lecture content transmitted from the comprehension estimation device 10 in response to the request and reproduce it with a monitor or a microphone.

視線情報送信機能部303は、再生中の講義コンテンツのスライドに対する受講者の視線位置(水平−垂直位置)を視線座標として計測し、該視線座標と計測時刻とを理解度推定装置10に送信するように構成されている。切替タイミング通知機能部304は、講義コンテンツのスライドが切り替えられた切替時刻を理解度推定装置10に通知するように構成されている。   The gaze information transmission function unit 303 measures the gaze position (horizontal-vertical position) of the student with respect to the slide of the lecture content being reproduced as gaze coordinates, and transmits the gaze coordinates and the measurement time to the understanding level estimation device 10. It is configured as follows. The switching timing notification function unit 304 is configured to notify the understanding level estimation device 10 of the switching time when the slide of the lecture content is switched.

かかる理解度推定装置10およびクライアント端末30は、CPU等の演算機能やメモリ等の記憶機能を備えたコンピュータ(例えば、サーバ、パソコン)で実現できる。また、理解度推定装置10としてコンピュータを機能させるための理解度推定プログラムや該理解度推定プログラムの記憶媒体を作成することも可能である。   The understanding level estimation device 10 and the client terminal 30 can be realized by a computer (for example, a server or a personal computer) having a calculation function such as a CPU and a storage function such as a memory. It is also possible to create an understanding level estimation program for causing a computer to function as the understanding level estimation device 10 and a storage medium for the understanding level estimation program.

次に、理解度推定システム1で行う理解度推定方法を説明する。図2は、理解度推定方法の処理シーケンスを示す図である。   Next, an understanding level estimation method performed by the understanding level estimation system 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a processing sequence of the understanding level estimation method.

まず、ステップS1において、コンテンツ要求機能部301は、受講者の指定操作に基づき、講義Aに関する講義コンテンツCの送信を理解度推定装置10に要求する。 First, in step S1, the content request function unit 301, based on the student specified operation, requesting the transmission of the lecture contents C A related lecture A the understanding level estimation device 10.

次に、ステップS2において、コンテンツ加工機能部101は、クライアント端末30から講義コンテンツCの送信要求を受信した場合、コンテンツDB104から該講義コンテンツCを取得する。図3は、コンテンツDB104のデータ例を示す図である。コンテンツDB104には、複数の講義コンテンツが格納されており、講義IDカラムと講義コンテンツカラムとから構成される。講義IDカラムには、講義コンテンツを一意に識別可能なIDが格納される。講義コンテンツカラムには、講義コンテンツが格納される。講義コンテンツとは、1枚以上のスライドからなるデジタル教材データと該スライドの内容を説明するための音声データである。 Next, in step S2, the contents processing function unit 101, when receiving the transmission request of the lecture contents C A from the client terminal 30, acquires the lecture content C A from the content DB 104. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of data in the content DB 104. The content DB 104 stores a plurality of lecture contents, and includes a lecture ID column and a lecture content column. The lecture ID column stores an ID that can uniquely identify the lecture content. Lecture content is stored in the lecture content column. Lecture content is digital teaching material data composed of one or more slides and audio data for explaining the contents of the slides.

次に、ステップS3において、コンテンツ加工機能部101は、講義コンテンツCの各スライドsを切り替える際にスライド表示を行うため、該スライドsのスライド方向ν(νは単位ベクトル,ベクトル表示「→」は省略)を決定する。具体的には、受講者がスライド内で視線を移動させる1つ以上の視線移動方向ν(νは単位ベクトル,ベクトル表示「→」は省略)を推定し、該視線移動方向νのいずれかと逆方向となる方向の1つをスライド方向νとする。 Next, in step S3, the contents processing function unit 101, lecture for performing slide display when switching each slide s content C A, the sliding direction [nu s ([nu s is the unit vector of the slide s, vector representation " → is omitted). Specifically, one or more gaze movement directions ν uu is a unit vector, vector display “→” is omitted) in which the student moves the gaze in the slide, and the gaze movement direction ν u One direction opposite to any of the directions is defined as a sliding direction ν s .

例えば、「画像検索を用いたディジタルアーカイブのインデクシング」技術(川嶋,05-01045,p.486-p.491)を用いて、スライド中の文章や箇条書きが読み書きされる方向を視線移動方向νとして推定する。例えば、スライド中の文章や箇条書きが左から右方向に、かつ、上から下方向に読み進めるように構成されている場合、受講者はスライドを読むために左から右方向、又は、上から下方向に視線を移動させると考えられる。この場合、視線移動方向νを、左から右への水平方向と、上から下への垂直方向とする。したがい、このとき、スライド方向νは、右から左への水平方向、又は、下から上への垂直方向とする。なお、一般的なスライドは、スライドの構成が一貫性を保っていると考えられるため、ある1枚のスライドに対して視線移動方向νを推定すれば十分である。仮に、スライドの構成が一貫性を保っていない場合には、スライド毎にスライド方向νを決定してもよいし、どれか1枚のスライドに対して決定したスライド方向νに統一してもよい。 For example, using the “indexing of digital archives using image search” technology (Kawashima, 05-01045, p.486-p.491), the direction in which the text and bullets in the slide are read and written is the direction of the eye movement ν Estimated as u . For example, if the text or bullets in a slide are configured to read from left to right and from top to bottom, students can read the slide from left to right or from top It is thought that the line of sight is moved downward. In this case, the line-of-sight movement direction ν u is a horizontal direction from left to right and a vertical direction from top to bottom. Therefore, at this time, the slide direction ν s is set to the horizontal direction from right to left or the vertical direction from bottom to top. In addition, since it is thought that the structure of a general slide maintains consistency, it is sufficient to estimate the line-of-sight movement direction ν u for a certain slide. If the configuration of the slide when no maintaining consistency may be determined sliding direction [nu s for each slide, are unified to any sliding direction [nu s determined for one slide Also good.

次に、ステップS4において、コンテンツ加工機能部101は、講義コンテンツCの各スライドに対して、スライドの切り替わり時に上記スライド方向νにスライドしながら切り替わるようなエフェクトを付与する。このとき、例えば、文章の最後部分等、スライド中で最後に読まれると考えられる箇所がクライアント端末上にできるだけ長い時間表示されるようなエフェクトをスライドに付与する。例えば、一般的なスライドは左上から右下に向かって文章等が記述されることが多いため、スライドの右下ができるだけ長く表示されるようにする。 Next, in step S4, the contents processing function section 101, for each slide lecture content C A, imparting effect as switched while sliding in the sliding direction [nu s upon switching slide. At this time, for example, an effect is given to the slide such that the last portion of the sentence, such as the last part of the sentence, which is considered to be read last is displayed on the client terminal for as long as possible. For example, in general slides, sentences and the like are often described from the upper left to the lower right, so that the lower right of the slide is displayed as long as possible.

次に、ステップS5において、コンテンツ加工機能部101は、ステップS4で加工された講義コンテンツC’をクライアント端末30に送信する。 Next, in step S5, the content processing function unit 101 transmits the processed lecture content C A 'in step S4 to the client terminal 30.

その後、ステップS6において、コンテンツ受信機能部302は、理解度推定装置10から講義コンテンツC’を受信後、クライアント端末上で再生を開始する。該講義コンテンツC’は、ステップS4で行われた加工処理により、講義の進行に合せて所定のタイミングで各スライドがスライドしつつ、かつ、文章の最後が長く表示されながら切り替えられることになる。例えば、スライドの切替開始直後よりも切替終了直前のスライド速度が遅くなるように制御される。 Thereafter, in step S6, the content reception function unit 302 receives the lecture content C A ′ from the understanding level estimation device 10, and then starts reproduction on the client terminal. The lecture content C A ′ is switched while the slides slide at a predetermined timing according to the progress of the lecture and the last of the sentence is displayed for a long time by the processing performed in step S4. . For example, the slide speed immediately before the end of switching is controlled to be slower than immediately after the start of slide switching.

続いて、ステップS7において、視線情報送信機能部303は、講義コンテンツC’を受講中の受講者の視線座標(水平−垂直座標)を一定のタイミング毎に計測し、該視線座標と計測時刻とを理解度推定装置10に送信する。例えば、既存の眼球運動測定器を用いて受講者の視線座標値をm秒間隔(mは正の実数)で計測し、計測する度に該視線座標値と計測時刻とを送信する。 Subsequently, in step S7, the line-of-sight information transmission function unit 303 measures the line-of-sight coordinates (horizontal-vertical coordinates) of the student who is taking the lecture content C A ′ at regular timings, and the line-of-sight coordinates and the measurement time Is transmitted to the understanding level estimation device 10. For example, the eye-gaze coordinate value of the student is measured at an interval of m seconds (m is a positive real number) using an existing eye movement measuring device, and the eye-gaze coordinate value and the measurement time are transmitted each time it is measured.

その後、ステップS8において、視線情報取得機能部102は、クライアント端末30から講義コンテンツC’を受講中の受講者の視線座標と計測時刻とを受信し、視線情報DB105に格納する。図4は、視線情報DB105のデータ例を示す図である。視線情報DB105には、受講者の視線情報が格納されており、講義IDカラムと計測時刻カラムと視線座標カラムとから構成される。図4の場合、講義コンテンツCの受講者は1:25からm秒間で左から右方向に視線を移動させている。 Thereafter, in step S <b> 8, the line-of-sight information acquisition function unit 102 receives the line-of-sight coordinates and measurement time of the student who is attending the lecture content C A ′ from the client terminal 30, and stores them in the line-of-sight information DB 105. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of data in the line-of-sight information DB 105. The line-of-sight information DB 105 stores the line-of-sight information of the student, and includes a lecture ID column, a measurement time column, and a line-of-sight coordinate column. In FIG. 4, student lecture contents C 1 are moving sight from left to right in m seconds from 1:25.

また、ステップS9において、切替タイミング通知機能部304は、講義コンテンツC’の再生中にスライドsが切り替えられたときに、該スライドsの切替時刻tを理解度推定装置10に通知する。 In step S9, when the slide s is switched during the reproduction of the lecture content C A ′, the switching timing notification function unit 304 notifies the understanding level estimation device 10 of the switching time t of the slide s.

その後、ステップS10において、方向一致度推定機能部103は、スライドsのスライド方向と、該スライドsの切替前後の受講者の視線移動方向とを用いて、該スライドsに対する受講者の理解度を推定する。ここでは、講義コンテンツを閲覧中にスライドが移動した場合、人間の目は自然と該スライドを追う(動くものを追い易い)という特性を利用している。ステップS3において、スライド閲覧時の受講者の視線方向と逆方向にスライドを移動させるようにすることで、スライドが移動するのにつられて視線方向が変わることを検知しやすくなり、十分に精読できなかったスライドを特定する。以下詳述する。   Thereafter, in step S10, the direction coincidence degree estimation function unit 103 uses the slide direction of the slide s and the direction of movement of the student's line of sight before and after switching the slide s to determine the student's level of understanding of the slide s. presume. Here, when the slide moves while browsing the lecture content, the human eye naturally uses the characteristic of following the slide (it is easy to follow moving objects). In step S3, by moving the slide in the direction opposite to the direction of the student's line of sight when viewing the slide, it becomes easier to detect that the line of sight changes as the slide moves, and can be read thoroughly. Identify the missing slides. This will be described in detail below.

クライアント端末30から該スライドsの切替時刻tを受信すると、まず、該スライドsの切替時刻tと、視線情報DB105の視線情報(視線座標,計測時刻)とを用いて、切替時刻t直前の受講者の視線移動方向ν(ベクトル表示「→」は省略)と切替時刻t直後の受講者の視線移動方向ν(ベクトル表示「→」は省略)を推定する。例えば、「切替時刻t−所定時刻T(Tは正の実数)」に最も近い時刻の視線座標(x,y)と、切替時刻tに最も近い時刻の視線座標(x,y)と、「切替時刻t+所定時刻T(Tは正の実数)」に最も近い時刻の視線座標(x,y)とを視線情報DB105から取得し、視線移動方向ν=(x−x,y−y),視線移動方向ν=(x−x,y−y)を算出する。 When the switching time t of the slide s is received from the client terminal 30, first, the attendance immediately before the switching time t is performed using the switching time t of the slide s and the line-of-sight information (gaze coordinates, measurement time) of the line-of-sight information DB 105. The user's gaze movement direction ν b (vector display “→” is omitted) and the student's gaze movement direction ν a (vector display “→” is omitted) immediately after the switching time t are estimated. For example, the line-of-sight coordinates (x 0 , y 0 ) closest to “switching time t−predetermined time T 1 (T 1 is a positive real number)” and the line-of-sight coordinates (x 1 , y 1 ) and the line-of-sight coordinates (x 2 , y 2 ) at the time closest to “switching time t + predetermined time T 2 (T 2 is a positive real number)” are obtained from the line-of-sight information DB 105 and the line-of-sight movement direction ν b = (X 1 −x 0 , y 1 −y 0 ), the line-of-sight movement direction ν a = (x 2 −x 1 , y 2 −y 1 ) is calculated.

続いて、該スライドsにおいて、かかる2つの視線移動方向ν,νと、ステップS3で決定したスライド方向νとから、該スライド方向νに対する2つのベクトル(ν,ν)のなす角θ,θをそれぞれ算出する。そして、なす角θ,θが所定の閾値以下の場合、受講者はスライドsを精読しきれなかったと判定し、該スライドsの情報をスライド情報DB106に格納する。 Subsequently, in the slide s, two vectors (ν b , ν a ) for the slide direction ν s are calculated from the two line-of-sight movement directions ν b , ν a and the slide direction ν s determined in step S3. The formed angles θ 1 and θ 2 are respectively calculated. If the formed angles θ 1 and θ 2 are equal to or smaller than a predetermined threshold, the student determines that the slide s has not been read thoroughly, and stores information on the slide s in the slide information DB 106.

例えば、スライド方向νと視線移動方向νとのなす角θ(0°≦θ≦180°)の余弦cosθを式(1)より算出する。同様に、スライド方向νと視線移動方向νとのなす角θ(0°≦θ≦180°)の余弦cosθを式(2)より算出する。 For example, the cosine cos [theta] 1 of the angle theta 1 between the slide direction [nu s and eye movement direction ν b (0 ° ≦ θ 1 ≦ 180 °) calculated from equation (1). Similarly, the cosine cos [theta] 2 of the angle theta 2 between the sliding direction [nu s and eye movement direction ν a (0 ° ≦ θ 2 ≦ 180 °) calculated from equation (2).

Figure 2016114684
Figure 2016114684

Figure 2016114684
Figure 2016114684

そして、例えば、−1≦cosθ≦M(Mは−1≦M≦0を満たす実数)、かつ、0≦cosθ≦M(Mは0≦M≦1を満たす実数)の場合、スライドsの切替前後における受講者の視線方向は一致していない(反対方向である)ため、該受講者は視線を左右又は上下に何度も動かして視線方向を変化させ、該スライドsの最後部分を再読している可能性がある。そのため、かかる場合、該スライドsに対する受講者の理解度は低い(受講者の理解が不十分)と推定し、該スライドsのスライド番号をスライド情報DB106に格納する。図5は、スライド情報DB106のデータ例を示す図である。スライド情報DB106は、講義IDカラムとスライドカラムとから構成される。スライドカラムには、スライドのスライド番号が格納される。 For example, −1 ≦ cos θ 1 ≦ M 1 (M 1 is a real number satisfying −1 ≦ M 1 ≦ 0) and 0 ≦ cos θ 2 ≦ M 2 (M 2 is a real number satisfying 0 ≦ M 2 ≦ 1). ), The student's gaze direction before and after the switching of the slide s does not match (the opposite direction), so the student moves the gaze direction left and right or up and down several times to change the gaze direction, There is a possibility that the last part of the slide s is reread. Therefore, in such a case, it is estimated that the student's level of understanding of the slide s is low (the student's understanding is insufficient), and the slide number of the slide s is stored in the slide information DB 106. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of data in the slide information DB 106. The slide information DB 106 includes a lecture ID column and a slide column. The slide column stores the slide number of the slide.

その他、単純になす角θ,θに基づき受講者の理解度を推定してもよい。具体的には、「スライドの切替えが発生したことによって視線移動方向が変わった→十分に精読できずにスライドが切り替わってしまった→理解度が低い」と考えられるため、一方のなす角θが90°より大きく(スライド方向とベクトルの向きが反対)、かつ、他方のなす角θが90°より小さい(スライド方向とベクトルの向きが同じ)の場合に、受講者の理解度は低いと推定する。 In addition, the understanding level of the students may be estimated based on the angles θ 1 and θ 2 that are simply formed. Specifically, since it is considered that “the line-of-sight movement direction has changed due to the switching of the slide → the slide has been switched without being fully read → the degree of understanding is low”, one angle θ 1 Is less than 90 ° (sliding direction and vector direction are opposite) and the other angle θ 2 is smaller than 90 ° (sliding direction and vector direction are the same) Estimated.

なお、本実施の形態では、講義コンテンツの各スライドを切替前の視線移動方向の反対方向にスライドさせる場合を例に説明したが、スライドが移動するのにつられて視線方向が変わることを検知できればよいため、切替前の視線移動方向とは異なる方向、つまり切替前の視線移動方向と同一方向以外の任意の方向にスライドをスライドさせるようにしてもよい。   In this embodiment, an example has been described in which each slide of lecture content is slid in the direction opposite to the line-of-sight movement direction before switching. However, if it can be detected that the line-of-sight direction changes as the slide moves. Therefore, the slide may be slid in a direction different from the line-of-sight movement direction before switching, that is, in an arbitrary direction other than the same direction as the line-of-sight movement direction before switching.

本実施の形態によれば、理解度推定装置10において、講義コンテンツを受講中の受講者の視線情報を取得し、該視線情報に含まれる視線座標および該視線座標の計測時刻と、講義コンテンツのスライドsがスライドして切り替えられた切替時刻tとを用いて、該スライドsの切替前後の視線移動方向ν,νをそれぞれ算出し、該切替前後の視線移動方向ν,νと該スライドsのスライド方向νとに基づき該スライドsに対する受講者の理解度を決定するので、講義の中で受講者が理解する必要があるにも関わらず十分に精読できなかったと考えられる部分を推定できる。これにより、結果として、講義に対する受講者の理解度の推定精度を向上できる。 According to the present embodiment, the understanding level estimation device 10 acquires the line-of-sight information of students who are taking lecture content, the line-of-sight coordinates included in the line-of-sight information, the measurement time of the line-of-sight coordinates, and the lecture content. Using the switching time t when the slide s is slid and switched, the line-of-sight movement directions ν b and ν a before and after the switching of the slide s are calculated, respectively, and the line-of-sight movement directions ν b and ν a before and after the switching are calculated. Since the student's level of understanding of the slide s is determined based on the slide direction ν s of the slide s, it is considered that the part of the lecture was not fully read despite the necessity for the student to understand Can be estimated. Thereby, as a result, the estimation accuracy of the student's understanding level for the lecture can be improved.

1…理解度推定システム
10…理解度推定装置
101…コンテンツ加工機能部
102…視線情報取得機能部
103…方向一致度推定機能部
104…コンテンツDB
105…視線情報DB
106…スライド情報DB
30…クライアント端末
301…コンテンツ要求機能部
302…コンテンツ受信機能部
303…視線情報送信機能部
304…切替タイミング通知機能部
S1〜S10…ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Comprehension degree estimation system 10 ... Comprehension degree estimation apparatus 101 ... Content processing function part 102 ... Gaze information acquisition function part 103 ... Direction matching degree estimation function part 104 ... Content DB
105 ... Gaze information DB
106 ... slide information DB
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Client terminal 301 ... Content request function part 302 ... Content reception function part 303 ... Gaze information transmission function part 304 ... Switching timing notification function part S1-S10 ... Step

Claims (7)

講義コンテンツを受講中の受講者の視線情報を取得して記憶手段に記憶させる取得手段と、
前記視線情報に含まれる視線座標および当該視線座標の計測時刻と、前記講義コンテンツのスライドがスライドして切り替えられた切替時刻とを用いて、前記スライドの切替前後の視線移動方向をそれぞれ算出し、前記切替前後の視線移動方向と前記スライドのスライド方向とに基づき当該スライドに対する前記受講者の理解度を決定する決定手段と、
を有することを特徴とする理解度推定装置。
An acquisition means for acquiring gaze information of a student who is taking lecture content and storing it in a storage means;
Using the line-of-sight coordinates included in the line-of-sight information, the measurement time of the line-of-sight coordinates, and the switching time when the slide of the lecture content has been slid and switched, respectively calculate the line-of-sight movement direction before and after switching the slide, Determining means for determining the level of understanding of the student with respect to the slide based on the line-of-sight movement direction before and after the switching and the slide direction of the slide;
A comprehension level estimation device characterized by comprising:
前記決定手段は、
前記スライド方向に対する前記切替前後の視線移動方向のなす角に基づき前記受講者の理解度を決定することを特徴とする請求項1に記載の理解度推定装置。
The determining means includes
The comprehension level estimation apparatus according to claim 1, wherein the comprehension level of the student is determined based on an angle formed by a gaze movement direction before and after the switching with respect to the slide direction.
前記決定手段は、
前記スライド方向に対する前記切替前後の視線移動方向のなす角をそれぞれ算出し、一方のなす角の余弦値と他方のなす角の余弦値の正負符号が異なる場合に前記受講者の理解度は低いと決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の理解度推定装置。
The determining means includes
When the angle formed by the line-of-sight movement direction before and after the switching with respect to the sliding direction is calculated, and the sign of the cosine value of one angle and the cosine value of the other angle are different, the understanding level of the student is low The understanding level estimation device according to claim 1, wherein the understanding level estimation device is determined.
前記講義コンテンツの各スライドが切替前の視線移動方向とは異なる方向でスライドしながら切り替わるように前記講義コンテンツを加工する加工手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の理解度推定装置。   4. The processing unit according to claim 1, further comprising processing means for processing the lecture content so that each slide of the lecture content is switched while sliding in a direction different from the line-of-sight movement direction before switching. Understanding level estimation device. 前記加工手段は、
切替開始直後よりも切替終了直前のスライド速度が遅くなるように前記講義コンテンツを加工することを特徴とする請求項4に記載の理解度推定装置。
The processing means includes
5. The comprehension level estimation apparatus according to claim 4, wherein the lecture content is processed so that a slide speed immediately before the end of switching is slower than immediately after the start of switching.
理解度推定装置で行う理解度推定方法において、
前記理解度推定装置は、
講義コンテンツを受講中の受講者の視線情報を取得して記憶手段に記憶させる取得ステップと、
前記視線情報に含まれる視線座標および当該視線座標の計測時刻と、前記講義コンテンツのスライドがスライドして切り替えられた切替時刻とを用いて、前記スライドの切替前後の視線移動方向をそれぞれ算出し、前記切替前後の視線移動方向と前記スライドのスライド方向とに基づき当該スライドに対する前記受講者の理解度を決定する決定ステップと、
を有することを特徴とする理解度推定方法。
In the understanding level estimation method performed by the understanding level estimation device,
The understanding level estimation device comprises:
An acquisition step of acquiring gaze information of a student who is taking lecture content and storing it in a storage means;
Using the line-of-sight coordinates included in the line-of-sight information, the measurement time of the line-of-sight coordinates, and the switching time when the slide of the lecture content has been slid and switched, respectively calculate the line-of-sight movement direction before and after switching the slide, A determination step for determining the degree of understanding of the student with respect to the slide based on the line-of-sight movement direction before and after the switching and the slide direction of the slide;
A comprehension level estimation method characterized by comprising:
請求項1乃至5のいずれかに記載の理解度推定装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする理解度推定プログラム。   6. An understanding level estimation program for causing a computer to function as the understanding level estimation apparatus according to claim 1.
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